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科学家揭示珊瑚的高温驯化适应机制 让“适者生存”加速上演，为珊瑚提供应对气候变化路径******
科学研究正在为珊瑚寻找应对气候变化的新路径。尽管科研人员在不遗余力地设法保护珊瑚，但是导致珊瑚种群生存困难的根本问题在于当前气候变化速度过快。解决根源问题，即降低碳排放，避免气候变化速度过快，才能更好地保护珊瑚。
——江雷 中国科学院南海海洋研究所助理研究员
◎本报记者 何 亮
珊瑚作为一种海洋生物，因其缤纷的色彩、特殊的生存方式而受到人们的关注。珊瑚对生存环境的变化较为敏感、对生存环境的要求较为苛刻，气候变化影响下的水温升高会导致大量珊瑚白化死亡。
近日，生态学期刊《分子生态学》在线发表了由中国科学院南海海洋研究所黄晖团队领衔完成的论文，揭示了珊瑚应对气候变暖的驯化适应及其生理和分子机制。论文共同第一作者、中国科学院南海海洋研究所助理研究员江雷在接受科技日报记者采访时表示：“这项研究有助于我们正确认识珊瑚对海水升温的适应潜力，为人类保护珊瑚礁提供了正面、积极的启示。”
孵幼型珊瑚，礁体上的“拓荒者”
长期以来，珊瑚除了因为五彩斑斓的色彩而备受人们关注，关于它还有一个问题常常令人困惑——珊瑚究竟是动物，还是植物？
事实上，珊瑚是动物，是一种较低等的刺胞动物。珊瑚之所以色彩斑斓，是因为其体内生活着一种微小的藻类——虫黄藻。虫黄藻可以通过光合作用为珊瑚提供能量，保证珊瑚的生存。如果珊瑚失去虫黄藻，就会饿肚子，最终因没有能量来源而饿死。
珊瑚与虫黄藻复杂的共生关系，不仅关乎珊瑚的生存，也是科研人员研究的重点。此次研究中，黄晖研究团队主要研究的珊瑚种类是孵幼型鹿角杯形珊瑚。
“孵幼型鹿角杯形珊瑚比较特殊，是‘先锋物种’，这也是我们选择孵幼型鹿角杯形珊瑚作为研究对象的一个原因。当一个生态系统受到破坏或者干扰的时候，‘先锋物种’是最早出现的一类生物。‘先锋物种’就像‘拓荒者’一样，率先开启了生态演替和重塑生物群落的旅程。”江雷表示，“因为发育快，繁殖能力强等原因，一旦有新的合适生存环境出现，孵幼型鹿角杯形珊瑚的幼虫会最先长到礁体上开拓生存环境，并对礁体进行相应改造。之后才会有其他的生物相继进驻这一生存环境。”
选择孵幼型鹿角杯形珊瑚作为研究对象，另一个重要的原因是其对环境的适应类型。江雷介绍，在自然界，生物对环境的适应有两种不同类型：一种类型称作表型可塑性适应，即生物的生理过程是弹性可变的，生物通过调整机能适应环境变化；另一种类型称作进化适应(又称遗传适应)，即生物在许多世代中由自然选择进行演化、筛选，最终完成对环境变化的适应。
“我们选择表型可塑性适应来进行研究，是因为对这种适应类型的研究时间周期较短，容易捕获研究结果，显现成果差异。”江雷表示。孵幼型鹿角杯形珊瑚的繁殖方式是体内受精，幼体在母体内发育，发育成为幼虫之后，再由母体排出体外。孵幼型鹿角杯形珊瑚排放出来的幼虫发育周期在1个月左右，是卵生型珊瑚的十分之一。
开展对比实验，揭示生理调节机制
在中科院南海海洋研究所的实验室里，一排排灯光格外显眼。光线照射下，颜色各异的珊瑚生活在人工营造的生态系统里。江雷等科研人员对孵幼型鹿角杯形珊瑚的驯化实验也正是在这里进行。
“在野外，珊瑚生存的正常水温是29摄氏度。我们通过温控系统，将珊瑚缸中的水温以每天约0.5摄氏度的速度进行提升。大约一个星期后，珊瑚缸中的水温会升至32摄氏度，并保持此温度。此次研究中的孵幼型鹿角杯形珊瑚幼虫，正是在上述高温环境中完成在母体珊瑚体内的发育和出生。”江雷说。
在长达1个月的研究中，科研人员观察到了很多现象。经过高温驯化后，孵幼型鹿角杯形珊瑚母体的代谢受到了不利影响，不仅光合作用降低，还发生了白化现象。可是，驯化组子代幼虫的表现却不一样，与对照组子代幼虫相比，经过高温驯化的子代幼虫能适应更高的水温，其最适生存温度有了明显提升，对高温的适应性得到了增强。江雷表示：“这说明，仅仅一个月的驯化就对子代幼虫的表型产生了较为明显的影响。”
仅凭一组数据，尚不足以得出定论。接下来，科研人员又进行了交叉移植实验。科研人员分别将经历了驯化组的幼虫和对照组的幼虫置于对照温度与高温环境。对比的结果与此前的结论较好地吻合，证明珊瑚母体的热驯化缓解了高温对子代幼虫的不利影响。
“上述现象背后，是珊瑚幼虫生理状态的调整。”江雷表示，在驯化之后，幼虫的虫黄藻的光合活性与光合速率得到了提高。幼虫的虫黄藻变得更强大，对高温的适应能力也更好。与此同时，幼虫的呼吸消耗降低了。这就意味着，幼虫能在获得更多营养物质的同时，支出更少的能量消耗。
“这一生理调节机制对珊瑚幼虫来说，可谓是大有裨益。”江雷表示，处于浮游阶段的幼虫，能量物质的补充全部依赖于虫黄藻的光合作用。如果生产得多且消耗得少，幼虫的能量储备就会更加充足，也会利于其生存。
此次研究中，科研人员还发现，驯化后的珊瑚幼虫中负责从虫黄藻转移脂类、糖类和氨基酸等营养物质的宿主转运蛋白基因表达也发生了显著上调，与此前发现的相关生理机制相符。
发挥科技力量，提供更多拯救路径
在气候变化影响导致水温升高、威胁珊瑚种群生存的当下，我们能否利用科技找到更多拯救珊瑚种群的路径？
“在气候变化越发明显的当下，每一次海洋热浪事件都相当于对珊瑚的一次驯化。”江雷表示，在未来，野外环境中的驯化事件及其引发的适应效应将会越来越多。
在我国，珊瑚修复工作正在如火如荼地展开。借助中国南海相对于其他珊瑚生活海域位置偏北的地理位置优势，我国科研人员在三亚、西沙等潮间带浅水区的极端生境中寻找能够存活下来的珊瑚，并将它们移植到实验室进行选育扩繁，最终把这些珊瑚再次回植到天然的生境中。
“此次研究的孵幼型鹿角杯形珊瑚，也来自生境恶劣的潮间带。”江雷表示，在海底种珊瑚与在陆地上植树造林有一定的相似之处，却比在陆地上植树造林辛苦得多。科研人员要背着数十斤重的装备在水底打桩固定，水下失重的环境也让工作难度大大提升。
此次研究的论文通讯作者、中国科学院南海海洋研究所热带海洋生物资源与生态重点实验室研究员黄晖介绍，截至目前，南海海洋研究所共建设了40亩苗圃，一年可产出约7万株珊瑚苗；还建设了300亩的修复区，扭转了实验依靠野外采苗的现状。目前，科研人员播种到海床的珊瑚苗均出自人工培育。
“尽管科研人员在不遗余力地设法保护珊瑚，但是导致珊瑚种群生存困难的根本问题在于当前气候变化速度过快。”江雷表示，科学研究正在为珊瑚寻找应对气候变化的新路径，而解决根源问题，即降低碳排放，避免气候变化速度过快，才能更好地保护珊瑚。
在引绰济辽工程地下110米隧洞里收获“新年礼物”******
(新春走基层)在引绰济辽工程地下110米隧洞里收获“新年礼物”
中新网兴安盟1月18日电 题：在引绰济辽工程地下110米隧洞里收获“新年礼物”
作者 张玮 曾令刚 王昊宇
新春的脚步越来越近，在引绰济辽工程地下110米的隧洞里，一线工人们仍在紧张施工，汗水浸透了脸颊……
图为技术员白剑烽乘坐小火车排查隐患。 曾令刚 摄对于他们来说，工程进度每向前推进一点点，都是他们最好的“新年礼物”。
“这不是快过年了，给大伙做了红烧肉、炖小鸡，有4个菜。”上午9时许，在引绰济辽工程项目部的厨房里，负责做午饭的谭丽丽已经忙活起来。
图为测量员赵涛涛巡视掘进机定位系统。 曾令刚 摄11时30分，带上大家的午饭，记者跟随来自山西的技术员白剑烽，乘坐小火车前往隧洞工作区。隧洞里湿气很重，走了不远就感到又潮又冷。
图为铁轨组清理铁轨。 曾令刚 摄“我们坐小火车进去，一般是巡查皮带有没有损坏、排水管路有没有漏水、围岩有没有安全隐患等。”白剑烽向记者介绍道。
引绰济辽工程是国务院确定“十三五”期间分步建设的172项节水供水重大水利工程之一，也是内蒙古自治区迄今为止投资规模最大的水利工程。
为抢抓施工进度，春节期间，引绰济辽工程输水工程隧洞段800余名一线工人留岗作业。
白剑烽说：“我们行进的隧洞就是引绰济辽工程输水线路，绰尔河水要经此而过，整个工程输水线路全长390.26公里。”
隧洞长173.76公里，小火车走了40多分钟，终于到了施工作业区。
掘进机的运行情况靠控制室掌握，来自河北的“90后”小伙儿曹青松每天早晨6点半就会进入隧洞里的控制室。
曹青松告诉记者，控制室是各类装置的心脏和眼睛，关系现场设备的正常运行和操作人员的安全，必须时刻在岗，监督、指挥工程的每一个过程，不能有丝毫疏忽和懈怠。
为了不耽误工程进度，曹青松已经一年多没回家了，“2022年的春节，我就是在项目部度过的。”
虽然挖掘输水隧洞工序多、难度大，但引绰济辽工程隧洞段每天都有新进展。
做好掘进机导向系统、定准方向是工程中的重中之重，来自河南的测量员李黎明常常在不足1米高的施工空间里弯着身子工作，冰冷的地下水打在他身上，一干就是七八个小时。
图为测量员李黎明在搬站内修理导向系统。 曾令刚 摄“我们平时工作的空间基本都是在50厘米左右，需要趴着完成工作，干完活儿衣服都湿透了。”面对自己工作环境的艰苦，李黎明很淡然。
自从2019年引绰济辽工程开工以来，测量员赵涛涛只回过3次河北老家。
“隧道掘进机开工就不能停，想家的时候，就看看媳妇儿的照片。”赵涛涛说，今年过年不能回家也提前和媳妇儿汇报过了，“她很支持我的工作，也挺为我骄傲。”
记者了解到，引绰济辽工程输水工程隧洞段施工五标5—3支洞，预计2023年10月底贯通。
图为工人查看皮带出渣情况。 曾令刚 摄目前，引绰济辽工程输水工程隧洞段累计完成151公里，超过总长度的87%。
引绰济辽工程建成后，可改善绰尔河下游农业灌溉条件，解决受水区生产生活用水问题，对促进内蒙古东部地区经济社会可持续发展和生态环境修复、筑牢北疆生态安全屏障具有十分重大的意义。(完)
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
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